CN103334106B

CN103334106B - 一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法

Info

Publication number: CN103334106B
Application number: CN201310189878.XA
Authority: CN
Inventors: 李兆峰; 张斌斌; 李士凯
Original assignee: 725th Research Institute of CSIC
Current assignee: 725th Research Institute of CSIC
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: CN103334106A

Abstract

一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法，密封副和摩擦副是指阀体、球体以及阀座内各密封处的相关密封部位以及各传动联接处的相关摩擦部位，表面硬化处理方法涉及到化学热处理和气相沉积硬质涂层，化学热处理+气相沉积硬质涂层同时应用于钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副，解决了单一化学热处理后钛及钛合金球阀表面硬度偏低的问题，在化学热处理基础上又采用气相沉积硬质涂层，减小了化学热处理渗层的硬度差问题，气相沉积硬质涂层进一步提高了化学热处理渗层的结合强度，改善了钛及钛合金球阀表面的硬度，即使在实际使用过程中气相沉积硬质涂层遭到破坏，其化学热处理渗层形成的硬化层仍可起到保护作用，达到了双重防护之目的。

Description

一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法

技术领域

本发明属于合金表面硬化处理技术领域，特别涉及到一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法。

背景技术

钛及钛合金球阀通常包含阀体、球体和阀座，钛及钛合金球阀的密封副是指球体和阀座内各密封处的密封部位，钛及钛合金球阀的摩擦副是指球体和阀座内各传动和联接处的摩擦部位，摩擦副通常包括阀杆与填料处的摩擦、球体与支撑板间的摩擦，表面硬化主要处理钛及钛合金球阀的内部相关部位，一般不处理钛及钛合金球阀的阀体等外部形状。

钛及钛合金球阀的耐磨性差，摩擦系数大，易发生粘着磨损，尤其在振动构件的交接处易发生微动磨损和微动疲劳，加剧疲劳失效而产生剥落损伤，若摩擦副若处理不当，可能出现不耐磨损问题，甚至出现球体和阀座密封副产生咬死现象，影响钛及钛合金球阀的使用寿命。

目前，钛及钛合金球阀常用的表面硬化处理技术有热喷涂、电镀与化学镀、化学热处理、气相沉积法、离子注入技术、微弧氧化法以及复合型表面处理技术等，常用的耐磨表面涂层有类金刚石碳diamond-like carbon，DLC膜、氮化钛TiN涂层、碳化钛TiC涂层、氮化铬CrN涂层、氮碳化钛TiCN涂层、氮化铝钛TiAlN涂层、碳化钨WC、碳化铬Cr₃C₂和二氧化钛TiO₂陶瓷涂层等。

化学热处理是在一定的温度下，在不同的活性介质中，向钛表面渗入适当的元素，同时向钛内部扩散以获得预期的组织和性能为目的的热处理过程，如渗氮、渗碳、碳氮共渗、渗氧、渗硼、渗硫和渗铬、铜、镍、铝、金、银、铂、锌、镉、钼以及其它金属元素等，通过改变基体钛表面的化学成分和组织，达到改善表面性能的目的。化学热处理技术是一种优良的表面硬化技术，同传统的硬化技术相比，化学热处理工艺具有可靠性高、无环境污染、成本低、处理周期短、适用性广，高的耐磨性和抗咬合性，良好的渗层结构，产品质量稳定等特点。钛合金表面化学热处理后，硬化层深为0.03～0.3mm，硬度可达500～1300HV，其中等离子渗氮和渗碳处理，硬化层厚度可达0.15mm以上，硬度高达880～1300HV，硬度高，耐磨性好。

气相沉积硬质涂层技术具有膜不受污染，纯度高，膜材与基材选择广泛，可制备各种不同功能性薄膜，节省材料，不污染环境等特点。气相沉积技术所包括的膜层沉积方法有真空蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积等多种，物理气相沉积Physical Vapor Deposition，PVD技术是在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体或等离子体在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术，包括蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀膜等。常用的方法有磁控溅射、电弧离子镀或多弧离子镀，因电弧离子镀由于具备沉积速率高、结合强度好的突出优势，而成为物理气相沉积TiN、TiCN、CrN涂层的主要方法。等离子体增强化学气相沉积Plasma Enhanced CVD，PECVD或等离子体辅助化学气相沉积Plasma Assisted CVD，PACVD是依靠等离子体中电子的动能去激活气相的化学反应，通过等离子体产生化学活性的离子和自由基，这些离子和自由基与气相中的其他离子、原子和分子发生反应或在基体表面引起晶格损伤和化学反应，与普通的化学气相沉积Chemical Vapor Deposition，CVD相比，PECVD具有沉积温度低、内应力小、沉积速率较高的特点。

中国专利CN102031482A公开了一种医用CoCrMo合金表面离子氮化方法，利用离子氮化技术以纯氨气NH₃作为气源，在钴铬钼CoCrMo合金表面形成一种氮化物陶瓷层，该氮化物陶瓷层成分由致密的纳米结构的氮化二铬Cr₂N和氮化铬CrN化合物组成，在一定程度上提高了CoCrMo合金的表面硬度，有效提高合金的抗磨损性能，减少毒性钴Co和铬Cr离子的释放所引起的失效问题，在生物医用等领域具有巨大的应用潜力，但该涂层耐磨损性能有限，磨损率偏高，不能满足钛及钛合金球阀耐磨和长效密封需求。

中国专利CN202628301U公开了一种具有等离子氮化层的组合式活塞环，在第一活塞环和第二活塞环外表面采用等离子氮化方式形成厚度0.01～0.15mm、硬度300～550HV的氮化层，一定程度上解决了活塞环耐磨性差的不足，但硬度偏低，钛及钛合金球阀密封副为硬摩擦，单一渗氮处理的球阀密封副在开关过程中表面易擦伤，不能满足耐磨需求。

中国专利CN102719691A利用氮等离子束对由Ti+TiH₂制成的薄片状压坯进行扫描加热氮化处理，从而形成孔状结构并在孔洞之间的Ti骨架上获得的致密连续的包围着Ti骨架基体的TiN、Ti₂N涂层，表面显微硬度为1270～1430HV，耐磨、耐蚀性好，但氮化层厚度仅为2～2.5μm，薄涂层的耐受性有限，如果基体和涂层硬度差过大，在较大摩擦力作用下，局部也易出现擦伤，从基体表层界面处剥落，无法实现长效耐磨需求。

钛及钛合金球阀在石化行业特别是PTA中的使用工况较为苛刻，不仅要承受200℃左右醋酸腐蚀，而且要求球体和阀座密封副处的耐磨性要好，在开关过程中表面不能有擦伤，对钛及钛合金球阀的耐磨和耐腐蚀性均提出了较高的要求，目前常用的喷涂材料有碳化铬Cr₃C₂、碳化物WC和司太立Stellite，其涂层不耐醋酸腐蚀，而常规的低温渗氮处理在钛球阀上较难实现，必须达到较高的温度才能形成渗层足够深、硬度满足要求的TiN耐磨涂层。

截止目前，将化学热处理和气相沉积硬质涂层同时用于钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法还未见相关报道。

发明内容

为解决钛及钛合金球阀承受高温以及醋酸所带来的腐蚀现象，本发明提供了一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法，该处理方法通过化学热处理来改善钛及钛合金球阀金属的密封副和摩擦副，在密封副和摩擦副表面形成一层深度达0.1mm以上的硬化层以提高钛及钛合金球阀的硬度和耐磨性，之后通过气相沉积硬质涂层在密封副和摩擦副表面形成一层耐磨、耐腐蚀以及耐高温的硬化层，进一步提高密封副和摩擦副的表面硬度，气相沉积硬质涂层改善了化学热处理硬化层的硬度梯度，形成结合强度高、耐磨性好的表面涂层，做到了双重防护，有效改善了钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的耐高温和耐磨性能。

为实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法，钛及钛合金球阀包含阀体、球体以及阀座，钛及钛合金球阀的密封副是指阀体、球体以及阀座内各密封处的相关密封部位，钛及钛合金球阀的摩擦副是指阀体、球体以及阀座内各传动联接处的相关摩擦部位，钛及钛合金或是TA1，或是TA1ELI，或是TA2，或是TA2ELI，或是TA3，或是TA3ELI，或是TA5，或是TA10，或是TC4，或是TC4ELI，或是TA16，或是TA17，或是TA22，或是TA22-1，或是TA23，或是TA23-1，或是TA24，或是TA24-1，或是TA28，或是TA31，或是Gr.F2，或是Gr.F5；表面硬化处理方法主要针对钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副，表面硬化处理方法涉及到化学热处理和气相沉积硬质涂层，化学热处理包括渗碳、渗氧、等离子渗氮、渗硫、碳氮共渗、渗镍铬、渗铝以及渗钼，气相沉积硬质涂层采用的介质组份或是TiN，或是CrN，或是DLC，或是TiCN，或是TiAlN，或是TiSiN，或是AlCrN，或是TiAlCrN，或是TiAlSiN，或是上述任意两种或两种以上所述介质组份的组合物，本发明特征如下：

对钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副之处进行内表面清洁处理，然后进行渗碳、渗氧、等离子渗氮、渗硫、碳氮共渗、渗镍铬、渗铝以及渗钼的化学热处理方式，在上述化学热处理方式中：

所述渗碳的温度控制在800～1050℃，所述渗碳的时间控制在2～6h；

所述渗氧的温度控制在600～900℃，所述渗氧的时间控制在6～14h；

所述等离子渗氮的温度控制在450～970℃，所述等离子渗氮的时间控制在36～60h；

所述渗硫的温度控制在500～700℃，所述渗硫的时间控制在2～7h；

所述碳氮共渗的温度控制在400～600℃，所述碳氮共渗的时间控制在2～6h；

所述渗镍铬的温度控制在700～900℃，所述渗镍铬的时间控制在0.25～1.5h；

所述渗铝的温度控制在800～1000℃，所述渗铝的时间控制在3～15h；

所述渗钼的温度控制在900～1100℃，所述渗钼的时间控制在2～10h；

上述化学热处理的渗层深度控制在0.1mm以上，所述渗层的表面硬化硬度经检测需控制在500～1300HV；

之后对上述化学热处理后的钛及钛合金球阀密封副和摩擦副在真空条件下进行所述渗层的气相沉积硬质涂层，气相沉积硬质涂层采用所述介质组份，所述真空条件下的真空度控制在10^-3～10^-4Pa，气相沉积硬质涂层的温度控制在250～480℃，气相沉积硬质涂层的时间控制在5～20h，气相沉积硬质涂层的厚度控制在2～25μm，气相沉积硬质涂层的表面硬度经检测需控制在1100～2500HV，气相沉积硬质涂层与所述渗层的结合强度控制在35～48MPa，气相沉积硬质涂层的绝缘电阻大于10KΩ，气相沉积硬质涂层的摩擦系数小于0.184。

上述碳氮共渗的混合比例是2.5：1。

上述渗镍铬的混合比例是7：3。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、本发明采用的化学热处理+气相沉积硬质涂层的表面硬化处理方法具有环保、不产生有毒污染物的特点，其中化学热处理是一种优良的表面硬化技术，具有可靠性高、无环境污染、成本低、处理周期短、适用性广，易于实现局部防护，高的耐磨性和抗咬合性，良好的渗层结构，产品质量稳定等特点。而气相沉积硬质涂层具有介质材料广泛、沉积离子反应活性高、沉积过程温度低、钛及钛合金球阀不易变形、沉积过程无污染、利于环境保护等特点。

2、本发明采用的化学热处理+气相沉积硬质涂层的表面硬化处理方法，解决了单一化学热处理后钛及钛合金球阀表面硬度偏低的问题，在化学热处理基础上采用气相沉积硬质涂层，减小了化学热处理渗层的硬度差问题，气相沉积硬质涂层进一步提高了化学热处理渗层的结合强度，改善了钛及钛合金球阀表面的硬度，即使在实际使用过程中气相沉积硬质涂层遭到破坏，其化学热处理渗层形成的硬化层仍可起到保护作用，达到了双重防护之目的。

3、通过本发明的表面硬化处理方法，可满足钛及钛合金球阀或是其它钛合金截止阀、钛合金止回阀和钛合金蝶阀的表面强化和长效密封问题，能满足不同使用工况需求，可实现耐磨、耐腐蚀、绝缘和耐高温之需求，应用范围广泛。

4、本发明不仅适用于钛及钛合金球阀的表面硬化处理，而且对钛合金截止阀、钛合金止回阀和钛合金蝶阀的表面硬化处理也具有借鉴作用。

5、本发明采用的化学热处理+气相沉积硬质涂层的表面硬化处理方法，对环境无污染、使用范围较广，而且涂层本身具有硬度高、耐磨性好、结合强度高、硬度梯度呈均匀过渡的特点，可实现双重防护，较好解决了钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化问题，特别是密封副的表面硬度低、摩擦系数大、耐磨性差、易擦伤的不足，填补了国内技术空白。

具体实施方式

本发明是一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法，表面硬化处理方法涉及到化学热处理和气相沉积硬质涂层，化学热处理+气相沉积硬质涂层同时应用于钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副，解决了单一化学热处理后钛及钛合金球阀表面硬度偏低的问题，在化学热处理基础上又采用气相沉积硬质涂层，减小了化学热处理渗层的硬度差问题，气相沉积硬质涂层进一步提高了化学热处理渗层的结合强度，改善了钛及钛合金球阀表面的硬度，即使在实际使用过程中气相沉积硬质涂层遭到破坏，其化学热处理渗层形成的硬化层仍可起到保护作用，达到了双重防护之目的。

上述化学热处理包括渗碳、渗氧、等离子渗氮、渗硫、碳氮共渗、渗镍铬、渗铝以及渗钼，上述气相沉积硬质涂层采用的介质组份或是TiN，或是CrN，或是DLC，或是TiCN，或是TiAlN，或是TiSiN，或是AlCrN，或是TiAlCrN，或是TiAlSiN，或是上述任意两种或两种以上所述介质组份的组合物，所述任意两种比如是TiN+CrN的组合物，所述任意两种以上比如是TiN+CrN+TiCN的组合物或是TiN+CrN+…+TiCN的组合物。

需要特别指出的是：钛及钛合金球阀包含阀体、球体以及阀座，钛及钛合金球阀的密封副是指阀体、球体以及阀座内各密封处的相关密封部位，钛及钛合金球阀的摩擦副是指阀体、球体以及阀座内各传动和联接处的相关摩擦部位，密封副和摩擦副实际涵盖了钛及钛合金球阀的内部表面。

本发明的表面硬化处理方法主要针对钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副，钛及钛合金或是TA1，或是TA1ELI，或是TA2，或是TA2ELI，或是TA3，或是TA3ELI，或是TA5，或是TA10，或是TC4，或是TC4ELI，或是TA16，或是TA17，或是TA22，或是TA22-1，或是TA23，或是TA23-1，或是TA24，或是TA24-1，或是TA28，或是TA31，或是Gr.F2，或是Gr.F5。

本发明特征如下：

对钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副之处进行内表面清洁处理，所述表面清洁处理是本领域常用的技术，然后进行渗碳、渗氧、等离子渗氮、渗硫、碳氮共渗、渗镍铬、渗铝以及渗钼的化学热处理方式，在上述化学热处理方式中：

所述碳氮共渗的温度控制在400～600℃，所述碳氮共渗的时间控制在2～6h，所述碳氮共渗的混合比例是2.5：1；

所述渗镍铬的温度控制在700～900℃，所述渗镍铬的时间控制在0.25～1.5h，所述渗镍铬的混合比例是7：3；

本发明经过上述化学热处理+气相沉积硬质涂层的表面硬化处理方法具有环保、不产生有毒污染物的特点，其中化学热处理是一种优良的表面硬化技术，具有可靠性高、无环境污染、成本低、处理周期短、适用性广，易于实现局部防护，高的耐磨性和抗咬合性，良好的渗层结构，产品质量稳定等特点。而气相沉积硬质涂层具有介质材料广泛、沉积离子反应活性高、沉积过程温度低、钛及钛合金球阀不易变形、沉积过程无污染、利于环境保护等特点。

本发明的工作原理如下：

化学热处理包括化学介质的分解、活性原子的吸收和原子的扩散三个过程。在一定温度下，化学介质发生分解反应并生成活性原子，被钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面所吸附，表面吸收活性原子后其化学介质的浓度被大大提高并形成显著的浓度梯度，在温度作用下活性原子沿着浓度梯度下降的方向作定向的扩散，结果便能得到一定厚度的扩散渗层，从而提高了钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化硬度，表面硬化硬度的提高也使得钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的耐磨性得到提高。

经化学热处理后的钛及钛合金球阀密封副和摩擦副为进一步提高表面硬化硬度以及耐磨性，实现长效密封与耐磨并满足不同工况的耐腐蚀性需求，采用气相沉积技术在其密封副和摩擦副表面形成一层硬质涂层，气相沉积硬质涂层是将钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的相关部件置于真空镀膜室中，通过高温蒸发、溅射、电子束、等离子体、离子束、激光束、电弧等能量，将固体或液态镀料气化成气态原子、分子或部分电离成离子并沉积凝聚在钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的阴极表面，制备出包含上述所述介质组份的气相沉积硬质涂层。

通过上述化学热处理+气相沉积硬质涂层的表面硬化处理，解决了单一化学热处理后钛及钛合金球阀密封副和摩擦副表面硬度偏低的问题，在化学热处理基础上采用气相沉积硬质涂层，减小了化学热处理渗层的硬度差问题，气相沉积硬质涂层进一步提高了化学热处理渗层的结合强度，改善了钛及钛合金球阀表面的硬度，即使在实际使用过程中气相沉积硬质涂层遭到破坏，其化学热处理渗层形成的硬化层仍可起到保护作用，达到了双重防护之目的。

需要特别说明的是：为实现钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的长效密封作用，气相沉积硬质涂层采用的介质组份必须与钛及钛合金球阀应用的实际腐蚀工况相结合，根据实际腐蚀工况所采用的介质组份或是TiN，或是CrN，或是DLC，或是TiCN，或是TiAlN，或是TiSiN，或是AlCrN，或是TiAlCrN，或是TiAlSiN，或是上述任意两种或两种以上所述介质组份的组合物，该组合物就像三明治蛋糕的叠加形式，当所述介质组份是任意两种的复合物时且实际腐蚀工况适用TiCN时先涂层TiN后再涂层TiCN，同理当所述介质组份是任意两种以上的复合物时且实际腐蚀工况适用TiCN时先涂层TiN后再涂层CrN然后再涂层TiCN，三个涂层是一个叠加过程，犹如三明治蛋糕的叠加形式，叠加涂层的总厚度必须控制在2～25μm之内。

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。

比如将Gr.F2球阀的密封副和摩擦副或是Gr.F5球阀的密封副和摩擦副均在780℃时进行等离子渗氮处理，渗氮时间控制在48～60h之间，等离子渗氮处理后的表面硬化硬度经检测达到1239～1281H V之间，渗层深度达到0.17～0.20mm之间，由表及里的表面硬化硬度呈梯度下降。在420℃时进行气相沉积TiN涂层制备，气相沉积TiN涂层的时间控制在8h并在密封副和摩擦副表面形成一层金黄色TiN涂层，涂层厚度约为3.5μm，密封副表面显微硬度经检测达到1467HV，摩擦副表面显微硬度经检测达到1482HV，渗氮与TiN涂层的膜基结合强度达到43MPa，硬质涂层的绝缘电阻大于10KΩ，硬质涂层的摩擦系数小于0.184，满足了石化行业特别是PTA行业钛及钛合金球阀的耐磨性以及长效密封的需求。

下表给出了1～25种不同材质的钛及钛合金球阀密封副和摩擦副经化学热处理后的性能参数。

如将TC4球阀密封副和摩擦副分别放在900℃和600℃温度下进行渗氧处理，渗氧10h后的表面硬化硬度经检测达到675～768HV之间，渗层深度达到0.09～0.12mm之间。在480℃时进行气相沉积TiN/TiAlN/AlCrN/TiAlCrN复合涂层制备，气相沉积TiN/TiAlN/AlCrN/TiAlCrN复合涂层的时间控制在8h，复合涂层在外层形成一层黑色TiAlCrN硬质涂层，复合涂层的厚度达到3.7μm，表面显微硬度经检测达到2210HV，上述膜基的结合强度达到36MPa，硬质涂层的绝缘电阻大于10KΩ，硬质涂层的摩擦系数小于0.184。

如将Gr.F5球阀密封副和摩擦副放在900℃温度下进行化学渗碳处理，渗碳3h后在其表面形成TiC硬化层，渗碳后的表面硬化硬度经检测达到890HV，渗层深度达到0.26mm。在250℃时进行金刚石碳膜DLC涂层制备，金刚石碳膜DLC涂层的时间控制在8～10h，之后在其表面形成一层黑色硬质碳膜，碳膜厚度达到2.4μm，表面显微硬度经检测达到2235HV，膜基结合强度可达45MPa，绝缘电阻大于10KΩ，摩擦系数仅有0.152，硬质涂层的绝缘电阻大于10KΩ，硬质涂层的摩擦系数小于0.184，具有较好的减摩和抗磨性，可满足海水环境中钛及钛合金球阀的耐磨需求。

下表给出了1～16种不同材质的钛及钛合金球阀密封副和摩擦副经气相沉积硬质涂层处理后的性能参数。

如将TA2球阀的密封副和摩擦副放在600℃温度下通入氨气和丙酮蒸汽进行碳氮共渗处理，碳氮共渗的时间控制在5h，碳氮共渗的混合比例是2.5：1，并在其表面形成TiC和TiN复合硬化层，碳氮共渗后的表面硬化硬度经检测达到850HV，渗层深度达到0.038mm。在450℃左右进行气相沉积CrN涂层制备，气相沉积CrN涂层的时间控制在12h，并在其表面形成一层金属灰色硬质涂层，灰色硬质涂层的厚度达到23μm，表面显微硬度经检测达到1145HV，膜基结合强度达到38MPa，硬质涂层的绝缘电阻大于10KΩ，硬质涂层的摩擦系数小于0.184，大大改善了钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的硬度和耐磨性。

通过上述实施例可以明显看出：本发明采用的化学热处理+气相沉积硬质涂层的表面硬化处理方法，对环境无污染、使用范围较广，而且涂层本身具有硬度高、耐磨性好、结合强度高、硬度梯度呈均匀过渡的特点，可实现双重防护，较好解决了钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化问题，特别是密封副的表面硬度低、摩擦系数大、耐磨性差、易擦伤的不足，填补了国内技术空白，因此本发明不仅适用于钛及钛合金球阀的表面硬化处理，而且对钛及钛合金截止阀、钛及钛合金止回阀和钛及钛合金蝶阀的表面硬化处理也具有同样的借鉴作用。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims

1.一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法，钛及钛合金球阀包含阀体、球体以及阀座，钛及钛合金球阀的密封副是指阀体、球体以及阀座内各密封处的相关密封部位，钛及钛合金球阀的摩擦副是指阀体、球体以及阀座内各传动联接处的相关摩擦部位，钛及钛合金或是TA1，或是TA1ELI，或是TA2，或是TA2ELI，或是TA3，或是TA3ELI，或是TA5，或是TA10，或是TC4，或是TC4ELI，或是TA16，或是TA17，或是TA22，或是TA22-1，或是TA23，或是TA23-1，或是TA24，或是TA24-1，或是TA28，或是TA31，或是Gr.F2，或是Gr.F5；表面硬化处理方法针对钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副，表面硬化处理方法涉及到化学热处理和气相沉积硬质涂层，化学热处理包括渗碳、渗氧、等离子渗氮、渗硫、碳氮共渗、渗镍铬、渗铝或是渗钼中的一种，所述气相沉积硬质涂层采用的介质组份或是TiN，或是CrN，或是DLC，或是TiCN，或是TiAlN，或是TiSiN，或是AlCrN，或是TiAlCrN，或是TiAlSiN，或是上述任意两种或两种以上所述介质组份的组合物，其特征是：

对钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副之处进行内表面清洁处理，然后进行化学热处理，在化学热处理方式中：

2.根据权利要求1所述一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法，其特征是：所述碳氮共渗的混合比例是2.5：1。

3.根据权利要求1所述一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法，其特征是：所述渗镍铬的混合比例是7：3。